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摘要：为了确保煤矿的生产安全，必须做好瓦斯抽采工作。受煤层应力状态、钻探施工与煤层力学性质等因素影响，瓦斯抽采孔施工结束后，极易产生孔内堵塞与坍塌事故，对瓦斯抽采效果的影响比较大。此次研究主要是探讨和分析瓦斯抽采孔防堵工艺现状与发展，介绍下入筛管与套管工艺，同时提出瓦斯抽采孔修复芯工艺，新型修复技术具备安全性与高效性，从而全面维护煤矿生产作业的安全性。
关键词：瓦斯抽采孔；防堵工艺；发展现状
引言
煤矿生产中，瓦斯抽采是确保煤矿安全生产的重要工艺环节和内容，其中，瓦斯抽采孔防堵工艺及其实施效果，对煤矿的安全生产以及煤矿企业的发展都有着重要的作用和影响。煤矿矿井瓦斯抽采过程中，由于煤层的应力状态与力学特性变化以及钻探施工等多种因素影响，导致瓦斯抽采孔在完成钻孔施工后容易出现孔内塌陷堵塞等问题，从而对煤矿瓦斯抽采的顺利开展及其抽采效果产生不利影响，应引起重视。针对煤矿矿井瓦斯抽采过程中的孔内塌陷堵塞问题，当前我国的煤矿生产中一般会采用瓦斯抽采孔防堵工艺进行有效预防和保护处理，以避免对煤矿瓦斯抽采以及矿井安全开采的不利影响。
1、煤矿瓦斯抽采孔塌陷堵塞发生的机理分析
结合煤矿开采与生产的实际情况，通常情况下，导致煤矿瓦斯抽采孔钻孔施工过程中孔内塌陷堵塞发生的主要原因包括，煤矿矿井的煤层应力状态以及力学特性发生改变，导致钻孔稳定性受到影响，或者是钻孔施工中存在操作不当等，对钻孔地层中原有的应力平衡状态产生破坏，致使钻孔周围土层的应力重新分布，再加上钻孔附近的煤层煤体在大量卸载后形成应力降低区，从而发生煤矿瓦斯抽采孔孔内塌陷堵塞等。煤矿煤层的应力分布与力学特性变化中，由于距离瓦斯抽采钻孔相对较远的煤体，其在煤矿开采中的卸载量以及煤层应力状态变化量等均比较小，并且煤层结构的强度表现较高，而钻孔附近煤体的应力释放以及煤层力学特性变化均比较大，在煤层卸载后还存在一定的拉应力作用，因此，会对煤矿开采煤层的原有应力分布状态产生影响，使其在钻孔施工以及煤层力学特性与应力平衡状态变化等因素的综合影响下发生孔内塌陷堵塞问题，对煤矿瓦斯抽采及其安全生产造成不利影响。
此外，当前我国的煤矿开采中，多数煤矿矿井开采煤层的直接顶层或者是伪顶层均为泥岩，导致在煤矿瓦斯抽采钻孔施工中容易出现泥岩水化膨胀情况，使水分子浸入黏土层裂缝，或者是颗粒之间的宏观孔隙后出现表面水化与渗透水化。在这种情况下，受煤层分布结构中岩石压实程度以及温度、孔隙流体、岩石孔道结构尺寸等多种外因的综合作用影响，最终出现煤层顶部的黏土层水化膨胀问题，造成煤矿瓦斯抽采钻孔的孔径缩小、钻孔施工初期容易发生较大变形且变形发展较快等，从而对钻孔内部结构稳定性产生破坏，发生钻孔孔内塌陷堵塞，对煤矿的瓦斯抽采以及安全生产产生威胁。
2、煤矿瓦斯抽采孔防堵工艺现状研究
结合上述对煤矿瓦斯抽采孔钻孔施工中孔内塌陷堵塞发生机理的分析，可以看出，煤矿瓦斯抽采孔钻孔施工中，钻孔成孔提钻后的煤层应力以及钻孔效果、钻孔土层的结构分布等因素综合作用，是导致瓦斯抽采孔壁稳定性受到破坏，从而发生钻孔塌陷堵塞的主要原因。值得注意的是，煤矿瓦斯抽采孔塌陷堵塞，不仅会对煤矿瓦斯抽采通道的畅通产生影响，造成瓦斯抽采率降低，而且会对煤矿的安全生产以及煤矿矿井人员的生命安全产生威胁，迫切需要重视并加强防护。
当前，我国煤矿生产中，针对瓦斯抽采孔塌陷堵塞问题，主要是通过辅助工艺的合理采取和应用，来有效预防和避免瓦斯抽采孔塌陷与堵塞发生，从而对煤矿安全生产进行保障。
其中，早期的煤矿生产中，对瓦斯抽采孔塌陷与堵塞问题的有效预防与控制，是通过钻孔提钻后裸孔进行筛管下入的工艺措施实现的。这种工艺技术在实际应用中，由于钻孔成孔后的塌陷与堵塞发生较快，再加上裸孔进行筛管下入所造成的煤壁阻力较大，对筛管在钻孔内的顺利下入造成阻碍影响，并且能够下入的筛管长度十分有限，因此并不能满足煤矿安全生产的瓦斯高效抽采需求。针对这一情况，在进行煤矿瓦斯抽采孔防堵工艺研究中，通过对医学领域的心脏搭桥手术方法、技术原理引入应用，在瓦斯抽采孔钻孔施工完成后向孔内置入50mm的钢管或者塑料管，并且在管体上设置相应的蜂窝状透气孔，以避免钻孔塌陷后发生堵塞，从而对瓦斯抽采孔的封孔抽采工作开展进行保障。需要注意的是，在上述瓦斯抽采孔防堵工艺措施中，由于长距离进行护孔管下入过程中，孔壁对护孔管形成的摩擦阻力较为突出，还需要在护孔管上进行一定距离的导向滑轮布置，但其在实际应用中对超深钻孔的护孔管下入与防护应用中的局限性仍十分突出，不仅在护孔管下入过程中能够下入的深度十分有限，而且会导致孔内事故与有关问题发生，导致瓦斯抽采孔施工成本增加。此外，对煤矿瓦斯抽采孔防堵工艺的研究与发展中，还有煤矿企业结合传统的瓦斯抽采孔裸孔下入筛管技术，通过对钻孔内下入筛管工艺进行改进，即采用铰接式可开闭钻孔与大通孔钻杆相互配合，使其钻进至符合设计孔深要求，然后进行带悬挂装置的PVC管，再将钻头的一字铰接进行顶开后，使PVC管和悬挂装置通过钻头在PVC管前端进行连接，并将PVC管前端的悬挂装置翼片进行打开，在孔壁上进行牢固的卡固，最后在钻孔完成后将钻杆提出，同时将PVC护孔管留置在孔内，以避免钻孔塌陷与堵塞发生。这种瓦斯抽采孔防堵工艺在实际应用中，经有关工艺试验分析验证，不仅能够有效缩短筛管下入钻孔内的实践，而且其筛管下入深度以及钻孔的瓦斯抽采率均明显提升，但是对护孔管的回收利用则存在较大的难度。
3、煤矿瓦斯抽采孔防堵工艺的发展分析
现阶段，我国的煤矿开采与生产中，针对煤矿开采煤层瓦斯赋存较为丰富情况及其对煤矿安全生产的不利影响，为促进煤矿生产中的瓦斯抽采效率提升，一些企业进行煤炭资源开采过程中并未进行相应的防塌孔工艺设计和应用，导致煤矿生产中一旦出现瓦斯抽采孔坍塌堵塞问题后，对塌孔的有效修复就成为煤矿企业研究和关注的重要问题，多数企业是通过对塌陷堵塞瓦斯抽采孔直接放弃后另钻新孔，来对煤矿开采中的瓦斯抽采工作开展进行支持，这种方法措施不仅会导致瓦斯抽采前的准备工作量增加，而且会导致瓦斯抽采率降低，增加煤矿安全生产的隐患问题，影响十分不利。针对这一问题，在进行煤矿瓦斯抽采孔防堵工艺研究与发展中，就需要进行相应的煤矿矿井瓦斯抽采孔疏通设备及有关工艺产品开发研究，比如，可根据石油开采的连续油管作业机高效修井作业方式及其能力要求，在煤矿生产中进行有效引进应用，实现相应的高压水射流抽采孔修复作业设备研发，从而为煤矿瓦斯抽采孔防堵工艺应用及其技术发展提供支持。
结语
综上所述，由于煤矿行业产能过剩，所以必须注重安全生产问题。注重水利作业设备性能优化，疏通修复瓦斯抽采孔，还可以应用到井下钻孔钻进施工与增透作业中，降低人力操作的危险系数，全面维护煤矿企业的生产安全性。水利作业机装置可以为煤矿企业提供技术支持，增加煤矿开采效率与效益，应用价值比较高。
参考文献
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作者简介
郭予琪（1989.09-），男，汉族，河南伊川人，本科学历，毕业于辽宁工程技术大学，助理工程师。